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2020-06-15
科技日报北京6月14日电 （记者刘霞）100多年前，科学家提出一种新液晶相——铁电向列液晶相，但尽管历经一个世纪的追寻，这一物质相一直未被证实。现在，美国科学家在最新一期《美国国家科学院院刊》上刊文称，他们终于发现并证实了这一物质相，最新发现有望催生一系列新材料。
最新发现是多年研究的积累和突破。1910年代，诺贝尔奖获得者彼得·德拜和马克斯·伯恩首次提出，如果正确设计液晶，其分子会自发陷入极性有序状态。此后不久，研究人员开始发现具有相似行为的固体晶体：它们的分子指向同一方向，施加电场会改变其指向。这些固态晶体由于与磁体相似而被称为“铁电体”。
在那之后几十年，科学家一直在努力寻找具有相同行为的液晶相，但一直未曾发现。直到研究人员开始研究RM734。
RM734是英国科学家几年前制造出的有机分子，当时该英国小组报告说，RM734会在较高温度下表现出常规的向列液晶相；在较低温度下则展示出另一种反常相。
自上世纪70年代以来，向列液晶一直是材料研究领域的热门话题。这些材料会展示出类似液体和类似固体的行为的混合行为，这使它们能控制光，因此被广泛用于制造液晶显示器（LCD）。
向列液晶中一半分子指向左边，另一半分子指向右边；而在铁电向列液晶相中，分子全部指向相同方向——右或左，也即这些材料拥有极性排序。
在科罗拉多大学博尔德分校软材料研究中心（SMRC）主任诺埃尔·克拉克的领导下，研究团队开展多项测试后发现，RM734的这一反常相对电场的响应程度比普通向列液晶高100到1000倍，表明组成液晶的分子表现出强极性序：“这证实了它的确是铁电向列液晶。”
研究负责人、SMRC主任诺埃尔·克拉克说，发现此类液晶可能会带来大量技术创新，如从新型显示屏到新型计算机内存等。“此外，这项工作也表明，还有其他铁电流体潜伏在我们周围，人工智能等技术或许可以将其搜索出来。”
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